宝马怎么在汽车行业使用3D打印技术
采用FDM 制造夹具和治具
真正的挑战
快速原型制作已然成为产品开发流程中的标准实践。在德国雷根斯堡的BMW 公司工厂，FDM (fused deposition modeling) 仍是车辆设计原型制作流程的重要组成部分。但在原型制作之外，BMW 还将 FDM 应用扩展到其他领域和职能部门，包括直接数字制造。该工厂的夹具和治具部门采用 Stratasys 3D 生产系统加工制作用于汽车装配和测试的手工具。据工程师 Günter Schmid 介绍，“BMW 已决定将 FDM 工艺作为铣削、车削和钻孔等传统金属切割制造的替代方法。”Schmid 和工程师同事 Ulrich Eidenschink 已证明此项工艺具有经济上的优势，比如可降低工程文档、仓储和制造方面的成本。
对于装配线上使用的手持设备，工程师们发现，FDM 的设计自由性还提供了更大的优势。消除限制因素后，Schmid 和 Eidenschink 采用 FDM 方法来制造符合人体工程学设计的装配辅助装置，其性能远胜于传统方法制造的工具。
真正的解决方案
为改善生产效率、工人舒适度、易用性和工艺重复性，该工厂采用FDM 来强化手持装配设备的人体工程学设计。FDM 的设计自由性使得工程师可以制作操作性、重量和平衡性得到大幅改善的构型。Schmid 表示，“我们的工具设计通常比不上机加工零件和模制零件。”举个例子，BMW 采用稀疏填充制作技术，使设备重量减轻了 72%。用内筋替换实心，使设备重量减少了 1.3 kg (2.9 lbs)。“虽然看起来不是很多，但是当工人每班使用数百次工具时，将会有很大的不同。”Schmid 如是说。
直接数字制造的另一个优点是功能改进。鉴于增材工艺可以轻松产生延展流动的有机形状，工具设计师可在最大限度提高性能的同时改善握持特性。“分层式 FDM 制造工艺非常适合生产结构复杂的工具，对于这种工具来说，如果采用传统的金属切割工艺生产，不仅非常困难，而且成本很高。”Eidenschink 如是说。例如，某种用于安装缓冲器支架的工具，其特点是具有绕障碍物弯曲的曲管，可将夹具磁体准确放置在需要的地方。
夹具和治具部门已制定了简单的流程图，用以确定何时采用FDM。标准依据是温度、化学品暴露、精度和机械负载。使用 Stratasys ABS 材料时许多车辆装配工具都能达到上述标准，因为工程师发现其性能堪比聚酰胺材料 (PA 6)。对于符合标准的工具，设计师可以创造出利用增材工艺所有优点的设备。Schmid 和 Eidenschink 认为，如果不在产品开发中采用快速原型制作技术，将没有企业能负担得起。但他们还是看到了众多的可能性。“作为少数零件的替代制造方法，FDM 越来越重要。”Schmid 说道。
